质能方程浅谈费下载

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1、质能方程我们再來讨论-下质能方程，这是相对论的-个重要推论，阐明了质量与能量的关系。质量和能量是不可互换的，是建立在狭义相对论基础上，1915年他提出了广义相对论。爱因斯坦1905年6月发表的论文《关于光的产生和转化的一个启发性观点》，解禅了光的木质,这也使他于1921年荣获了诺贝尔物理学奖。这里先直接给出式子E=mc2E=mc2,E是能量单位是焦耳（J）m是质量单位是千克（Kg）c是光速！c=3X108我们可以通过这种方式来理解爱因斯坦质能方程式。在相对论中，动能定理依然成立，但动能的形式将不同。在力F的作用下，外力做功等于质点动能变化：A二『F・dr=Ek2

2、・Eki=『生・（1尸『v・dp=⑴Jahiclt2adt2a2amm2ihm=p=mv得mJ1-v2/c2=m（）两边平方，再把动量带入，得2m222c、p2=m（）c对上式两边微分，得p*dp=mc2dm将此关系式带入式⑴中，得Ek2-Eki=J%2dm若取初态u=0,对应的动能Ekl=0,质点的质呆为nv终态速度v,对应的动能为Ek，质量m=m（v）,则有Ek=c2『dm=m（v）c2-moc2=E-moc2」a这就是爱因斯坦著名的质能关系式，并把叫疋称为物体的静能，是总能量的一部分，任何具有静止质量的质点都具有静能。物体的静止能量是它的总内能，包括分子运

3、动的动能、分子间相互作用的势能、使原了与原了结合在一起的化学能、原了内使原了核和电了结合在一起的电磁能，以及原子核内质子、屮子的结合能……物体静止能量的揭示是相对论最重要的推论之一，它指出，静止粒了内部仍然存在着运动。一定质量的粒了具冇一定的内部运动能量，反过来，带冇一定内部运动能量的粒子就表现出有一定的惯性质量。在基木粒子转化过程中，有可能把粒子内部蕴藏着的全部静止能量释放岀來，变为可以利用的动能。质量和能量都是物质的重要属性，质量可以通过物体的惯性和万有引力现象而显示出来,能量则通过物质系统状态变化时对外做功、传递热量筹形式而显示出來。质能关系式揭示了质虽:

4、和能量是不可分割的，这个公式表明物质是物质所含有的能量的量度，它只表示具有一定质量的物质客体也必具有和这质量相当的巨大能量。通常所说的物体的动能仅是H?c和nw?的差额，22=即Ek=mc・moL12—-J2Q4根据二项式定理(]■*)2=]+2_*+?7+・・・'C272C28C4•口I…2丄3〜/丄…Ek=-mov+-mo—+•••k2°8°c4如果，vvvc即当物体速度远小于光速吋，则Ek=

5、mov2这于经典力学动能表达式完全一样。在一般情况下，动能要用式⑵计算。关于静止能量的利用，在近代原子能利用小已获实现。事实上，质能关系式在近代物理研究小非常重要，对

6、原子核物理以及原子能利用方面，具有指导的意义，是一项重要的理论支柱。质能方程的三种表达形式表达形式1E0=moc2上式屮的g为物体的静止质量，叫於为物体的静止能量。中学物理教材中所讲的质能方程含义与此表达式相同，通常简写为E=mc2-表达形式2：Ev=Mvc2随运动速度增大而增大的量。me为物体运动时的能量，即物体的静止能量和动能之和。表达形式3：AE=Ame2上式屮的△m通常为物体静止质量的变化，即质址亏损。AE为物体静止能量的变化。实际上这种表达形式是表达形式1的微分形式。这种表达形式最常用，也是学生最容易产生误解的表达形式。质量和能量的联系在经典力学中，质

7、量和能量z间是相互独立、没有关系的，但在相对论力学中，能量和质量只不过是物体力学性质的两个不同方面而已。这样，在相对论中质量这一概念的外延就被人大地扩展了。爱因斯坦指出：“如果有一物体以辐射形式放出能量AE,那么它的质量就要减少AE/cT。至于物体所失去的能最是否恰好变成辐射能，在这里显然是无关紧要的，于是我们被引到了这样一个更加普遍的结论匕來。物体的质量是它所含能量的量度。"他还指II!："这个结果有着特殊的理论重耍性，因为在这个结果中，物体系的惯性质量利能量以同一种东西的姿态出现……，我们无论如何也不可能明确地区分体系的'真实'质量和'表现'质量。把任何惯性

8、质量理解为能量的--种储藏，看來要白然得多「'这样，原來在经典力学中彼此独立的质量守恒和能量守恒定律结合起来，成了统一的“质能守恒定律”，它充分反映了物质和运动的统一性。质能方程说明，质量和能量是不可分割而联系着的。一方面，任何物质系统既町用质量m来标志它的数量，也可用能量E来标志它的数量；另一方而，一个系统的能量减少时，其质量也相应减少，另一个系统接受而增加了能量时，其质量也相应地增加。质量亏损与质量守恒当一纽粒子构成复合物体时，由于各粒子之间有相互作卅能以及有相对运动的动能，因而，当物体整体静止吋，它的总能量一般不等于所有粒子的静止能量之和，即EOH》nio

9、c,其中miO为第i个粒